Elektrolyse CuSO4 - Elektrolyse NaCL - Alkene - Aromaten

Aufgabe 1

Elektrolyse einer 0,5 mol/l CuSO4 an Platin und an Kupferelektroden unter Aufnahme einer Strom/Spannungskurve

Bei dem Ihnen demonstrierten Experiment werden folgende Chemikalien verwendet:

0,5 mol/l CuSO4, pH-Wert der Lösung: 7, Pt- Elektroden, Cu - Elektroden

Aufgaben

a)Fertigen Sie eine Zeichnung des Versuchsaufbaus an und beschriften Sie die Zeichnung.

b) Beschreiben Sie die Durchführung der Versuche und ihre Beobachtungen.

c)Zeichnen Sie die Strom/Spannungskurve für die durchgeführten Elektrolysen.

d) Berechnen Sie die Potentiale aller bei der Elektrolyse an Platinelektroden  möglichen Elektrodenreaktionen für Versuch 1.

e)Erläutern Sie die Aussage der Strom/Spannungskurve und begründen Sie deren Verlauf für Versuch 1, indem sie ausführlich die Vorgänge analysieren, die bei der Elektrolyse der CuSO4 - LÖsung  an den Platinelektroden ablaufen. Begründen Sie so die ablaufenden Elektrodenreaktionen.

f) Berechnen Sie die Potentiale aller bei der Elektrolyse an Kupferelektroden  möglichen Elektrodenreaktionen für Versuch 2.

g)Analysieren und interpretieren Sie Ergebnis und Verlauf der Strom/Spannungskurve für Versuch 2. Begründen Sie so die ablaufenden Elektrodenvorgänge.

Aufgabe 2

Elektrolyse einer 0,1 mol/l NaCl-Lösung an Platinelektroden (pH = 7)

Bei dem Ihnen demonstrierten Versuch werden folgende Chemikalien verwendet:

o,2 mol/l NaCl - Lösung, Pt - Elektroden, Phenolphthalein

a) Beschreiben Sie den Versuch und Ihre Beobachtungen.

b)  Berechnen Sie die Potentiale aller bei der Elektrolyse   möglichen Elektrodenreaktionen.

c) Diskutieren Sie Ihre Ergebnisse und erklären Sie die Versuchsbeobachtungen.

                                                 - 2 -

Aufgabe 3

Zersetzungsspannung des Wassers bei verschiedenen pH-Werten

Bei Elektrolysen in wäßriger Lösung sind immer die Potentiale von Wasserstoff und Sauerstoff zu berücksichtigen, da eine Abscheidung von Wasserstoff und Sauerstoff in Erwägung gezogen werden muß. Gegeben sind  wäßrige Lösungen mit dem pH-Wert 0, 7 und 14.

a) Berechnen Sie für alle drei Lösungen die Potentiale von Wasserstoff und Sauerstoff und geben Sie die theoretische Zersetzungsspannung  von solchen Lösungen an.

b) Wie ist das Ergebnis zu erklären?

Aufgabe 4

Alkene

Ethen reagiert sofort mit Brom. Dabei verschwindet die braune Farbe des Broms und eine organische Bromverbindung entsteht.

a) Beschreiben und begründen Sie den räumlichen Bau des Ethens nach dem Orbitalmodell und fertigen Sie eine Zeichnung an.

b) Formulieren Sie den Mechanismus der Reaktion von Brom mit Ethen.

c) Erläutern und begründen Sie den Ablauf dieser Reaktion.

d) Kennzeichnen und begründen Sie ausgehend von Ihren Ausführungen in c) die besonderen Eigenschaften der Alkene.

e) Welche Produkte entstehen, wenn  man -  Buten 1

                                                                         -   Butadien 1,3 mit Brom reagieren läßt?

f) Welche Produkte entstehen, wenn man Ethen mit Stoffen wie HCl oder H2O reagieren läßt?

Formulieren Sie für e) und f) den Reaktionsmechanismus.

Aufgabe 5

Aromaten

Benzol reagiert im Gegensatz zu den Alkenen nicht mit Brom und zeigt sich auch sonst überraschend reaktionsträge im Vergleich zu den Alkenen.

a) Beschreiben und zeichnen Sie die Strukturformel des  Benzols nach dem Orbitalmodell und erläutern Sie den Bergriff Mesomerie.